Démagnétisation

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La démagnétisation (en anglais : degaussing, en l'honneur de Carl Friedrich Gauss, ou deperming) est l'annulation de l'induction magnétique (et plus particulièrement de l'induction rémanente) au sein d'un matériau.

Caractéristiques magnétiques des matériaux ferro-magnetiques doux[modifier | modifier le code]

Cycle d'hystérésis d'un matériau ferromagnétique doux
Cycle d'hystérésis d'un matériau ferromagnétique doux.

La figure ci-contre montre le cycle d'hystérésis caractéristique des matériaux ferromagnétiques. Après avoir été magnétisés, ces matériaux ont la propriété de conserver une induction magnétique non-nulle lorsque le champ d'excitation magnétique s'annule. Cette induction s'appelle induction rémanente  Br . Pour annuler cette induction, on peut appliquer au matériau un champ d'excitation magnétique  Hc appelé champ coercitif.

La valeur de l'induction rémanente dépend entre autres de la valeur de l'induction au sein du matériau magnétique au moment de la décroissance de l'excitation magnétique.

Méthode de démagnétisation d'un matériau magnétique[modifier | modifier le code]

Il existe plusieurs méthodes pour démagnétiser un matériau magnétique.

Il est ainsi possible d'appliquer au matériau un champ d'excitation magnétique équivalent au champ coercitif.

Il est aussi possible de réduire progressivement l'aire du cycle d'hystérésis en le recentrant sur l'origine de manière à obtenir une induction rémanente nulle.

Usage militaire[modifier | modifier le code]

L'USS Jimmy Carter undergoing deperming

La démagnétisation est habituellement utilisée dans les bases navales afin de supprimer le magnétisme permanent des navires de surface et des sous-marins et de les rendre difficilement repérables et éviter leur détection par des navires de détection magnétique ou des mines marines[1]. Cette démagnétisation est réalisée en utilisant un détecteur d'anomalie magnétique (en anglais : magnetic anomaly detector, MAD) tracté par un navire ou un avion.

Un navire de guerre ou un sous-marin à coque métallique possède, par sa nature même, une signature magnétique lorsqu'il se déplace, en raison des interactions magnéto-mécaniques avec le champ magnétique terrestre. Chaque bâtiment possède également une orientation magnétique caractéristique du champ magnétique terrestre du lieu où il a été construit. Cette signature peut être exploitée par des mines magnétiques ou faciliter la détection d'un sous-marin par un navire ou un avion doté d'un détecteur d'anomalie magnétique. Les marines militaires procèdent à des démagnétisations de leurs bâtiments afin de réduire leur signature.

Des installations spécialisées sont utilisées pour ce genre d'opérations, telles que la Lambert's Point Deperming Station (en) et la Naval Base Kitsap de l'United States Navy. Des câbles de cuivre épais encerclent la coque et la superstructure du bâtiment, et un courant électrique très important (jusqu'à 4 000 ampères) est envoyé à travers les câbles[2]. Cette opération a pour effet de « neutraliser » la signature magnétique du bâtiment. Il est également d'assigner une signature magnétique spécifique qui soit la plus adaptée en fonction de la zone de la planète dans laquelle le navire sera amené à opérer. La démagnétisation est « permanente ». Elle n'est réalisée qu'une fois avant la mise en service, à moins que des réparations majeures ou des modifications structurelles soient apportées au bâtiment.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, l'US Navy met en service une classe de navires spécialisés dans la démagnétisation de navires. L'un d'entre eux, l'USS Deperm, sera nommé en conséquence (deperm pour deperming).

Premières expériences[modifier | modifier le code]

Avec l'introduction des navires à coque métallique, l'effet négatif du magnétisme sur la boussole est constaté. L'effet de la foudre est également constaté, celle-ci pouvant faire « dévier » les boussoles et, dans des cas extrêmes, inverser la signature magnétique du navire. En 1866, Evan Hopkins de Londres enregistre un brevet pour le processus de « dépolariser les navires de fer et les laisser libres de toute influence perturbant la boussole »[3]. La technique est décrite de la façon suivante : « à cet effet, il utilise un certain nombre de piles Grove et d'électroaimants. Ces derniers devaient être passés le long des plaques jusqu'à ce que l'effet désiré ait été obtenu… le processus ne doit pas être exagéré, au risque de re-polarisé dans la direction opposée »[4]. L'invention se révèle, cependant, « incapable d'être menée à bien »[5] et « mourut rapidement de mort naturelle »[6],[7].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Craig M. Payne, Principles of Naval Weapon Systems, Naval Institute Press,‎ 2006 (ISBN 978-1-59114-658-2, lire en ligne), p. 208
  2. (en) John J. Holmes, Reduction of a Ship's Magnetic Field Signatures, vol. 23 of Synthesis lectures on computational electromagnetics, Morgan & Claypool Publishers,‎ 2008 (ISBN 978-1-59829-248-0, lire en ligne), p. 19
  3. En anglais : to depolarise iron vessels and leave them thenceforth free from any compass-disturbing influence whatever.
  4. En anglais : For this purpose he employed a number of Grove's batteries and electromagnets. The latter were to be passed along the plates till the desired end had been obtained… the process must not be overdone for fear of re-polarising in the opposite direction.
  5. En anglais : incapable of being carried to a successful issue
  6. En anglais : quickly died a natural death
  7. Lecky, Commander S.T.S., Wrinkles in Practical Navigation, first published 1881, 19th Edition, George Philip & Son Ltd., Londres, 1917, p. 36